Evaluación técnica-económica de la implementación de camiones eléctricos con baterías tipo battery swap alimentadas desde una planta fotovoltaica, para SQM

Abstract

Este proyecto evalúa la viabilidad técnica y económica de reemplazar tracto-camiones diésel por modelos eléctricos en una ruta de Antofagasta. Para la operación se consideran 12 camiones Maxus, los cuales pueden transportar una carga mayor o igual que una flota de 10 camiones diésel. En un primer escenario se evaluó el proyecto considerando alimentación desde la red eléctrica, pero debido al alto costo actual de la energía el resultado es negativo. El segundo escenario evaluado considera el uso de un sistema de battery swap, donde las baterías de reserva se cargan con energía fotovoltaica, considerando un acoplamiento en AC, debido a lo que es lo más presente en el mercado. Para esto se requiere incluir, además del costo de operación e inversión de los camiones eléctricos, los costos de infraestructura de carga, conexión a la red eléctrica y operación de los sistemas de battery swap y fotovoltaico. A pesar de requerir una inversión inicial elevada, al realizar una evaluación económica a 10 años se obtiene un TIR del 9 %, mayor que la tasa de evaluación utilizada de 8,8 %, pero se obtiene un retorno de la inversión elevado, de más de 10 años. Considerando la gran cantidad de variables definidas para obtener este resultado, se realiza un análisis de sensibilidad, para cuantificar el impacto de las variables en el resultado del proyecto, lo que deja claro que este proyecto puede contar con una mayor rentabilidad a futuro debido a la reducción de costos y las mejoras tecnológicas que actualmente avanzan rápidamente en la electromovilidad. El dimensionamiento del sistema fotovoltaico (PV) es crucial, por lo que un sistema más eficiente permitirá una optimización del sistema PV. Para esto existen varias medidas que se pueden tomar, dentro de ellas esta el uso de un sistema de carga DC/DC. Estos no se encuentran masificados en el mercado, pero cuentan con el potencial de ser más eficiente que las soluciones AC convencionales, a un costo menor de inversión debido a que las topologías internas de los equipos son más sencillas. Luego, en esta memoria se propuso un cargador DC/DC para vehículos eléctricos (EV), el cual cuenta con diversos beneficios con respecto a otras topologías presentes en la literatura y el mercado, entre ellas, se cuenta con una mayor eficiencia, alcanzando hasta un 96,5 %; se utilizan los convertidores más sencillos DC/DC, variantes del buck-boost; permite la operación off-grid requiriendo únicamente los paneles PV y la batería EV; y finalmente, que permite acoplamiento en DC con otros cargadores EV DC/DC, con sistemas de almacenamiento de energía basados en baterías (BESS) y con la red eléctrica mediante convertidores AC/DC, permitiendo la posibilidad de evitar el vertimiento, y de crear micro-redes inteligentes DC para cargas de EV.